የያንግ ድርብ-ስፕሊት ሙከራ - ችግሮች እና መፍትሄዎች
1. d በ2 ክፍተቶች መካከል ያለው ርቀት ነው፣ L ደግሞ ርቀት በስንጥቁ እና በእይታ ስክሪን መካከል፣ ፒ2 በሁለተኛው ቅደም ተከተል ጠርዝ እና በማያ ገጹ መሃል መካከል ያለው ርቀት ነው። የሞገድ የብርሃን (1 Å = 10-10 መ)
የሚታወቅ፦
በሁለት ክፍተቶች (መ) መካከል ያለው ርቀት = 1 ሚሜ = 1 x 10-3 m
በስንጥቁ እና በእይታ ስክሪኑ መካከል ያለው ርቀት (L) = 1 ሜትር
በሁለተኛው ረድፍ ፍሬንጅ እና በማዕከላዊ ፍሬንጅ መካከል ያለው ርቀት (ፒ)2) = 1 ሚሜ = 1 x 10-3 m
ቅደም ተከተል (n) = 2
የሚፈለግ፦ የብርሃን የሞገድ ርዝመት (λ)
መፍትሔው
የ እኩልታ ድርብ-ስንጥቅ ጣልቃገብነት (ገንቢ ጣልቃገብነት) :
d sin θ = n λ
ኃጢአት θ ≈ ታን θ = P2 / L = (1 x 10-3) / 1 = 1 x 10-3 m
የብርሃን የሞገድ ርዝመት፡
λ = d sin θ / n
λ = (1 x 10-3)(1 x 10-3) / 2 = (1 x 10-6) / 2
λ = 0.5 x 10-6 ሜትር = 5 x 10-7 m
λ = 5000 x 10-10 m
λ = 5000 Å
2. ከታች ያለው ምስል የሁለትዮሽ ክፍተት ጣልቃ ገብነት ውጤትን ያሳያል። የብርሃን የሞገድ ርዝመት ይወስኑ (1 ሜ = 10)10 አ)
የሚታወቅ፦
በሁለት ክፍተቶች (መ) መካከል ያለው ርቀት = 0.8 ሚሜ = 8 x 10-4 m
በስንጥቁ እና በእይታ ስክሪኑ መካከል ያለው ርቀት (L) = 1 ሜትር
በአራተኛው ደረጃ ፍሬንጅ እና በማዕከላዊ ፍሬንጅ (P) መካከል ያለው ርቀት = 3 ሚሜ = 3 x 10-3 m
ቅደም ተከተል (n) = 4
የሚፈለግ፦ የብርሃን የሞገድ ርዝመት (λ)
መፍትሔው
የሁለት-ስንጥቅ ጣልቃገብነት እኩልታ (ገንቢ ጣልቃገብነት) :
d sin θ = n λ
ኃጢአት θ ≈ ታን θ = P/L = (3 x 10-3) / 1 = 3 x 10-3 me
የብርሃን የሞገድ ርዝመት፡
λ = d sin θ / n
λ = (8 x 10-4)(3 x 10-3) / 4 = (24 x 10-7) / 4
λ = 6 x 10-7 ሜትር = 6000 x 10-10 m
λ = 6000 Å
3. ከታች ባለው ስእል መሰረት፣ ነጥቦች A እና B የመጀመሪያዎቹ ሁለት ደማቅ ጣልቃገብነቶች ሲሆኑ የብርሃን የሞገድ ርዝመት 6000 Å (1 Å = 10) ነው።-10 ሜትር) በሁለት ክፍተቶች መካከል ያለውን ርቀት ይወስኑ።
የሚታወቅ፦
በስንጥቁ እና በእይታ ስክሪኑ መካከል ያለው ርቀት (L) = 1 ሜትር
የብርሃን የሞገድ ርዝመት (λ) = 6000 Å = 6000 x 10-10 ሜትር = 6 x 10-7 m
በመጀመሪያው ቅደም ተከተል ፍሬንጅ እና በማዕከላዊ ፍሬንጅ (P) መካከል ያለው ርቀት = 0.2 ሚሜ = 0.2 x 10-3 ሜትር = 2 x 10-4 m
ቅደም ተከተል (n) = 1
የሚፈለግ፦ በሁለት ክፍተቶች መካከል ያለው ርቀት (መ)
መፍትሔው
የገንቢ ጣልቃገብነት እኩልታ፡
d = n λ / ኃጢአት θ
ኃጢአት θ ≈ ታን θ = P/L = (2 x 10-4) / 1 = 2 x 10-4 m
በሁለት ቀዳዳዎች መካከል ያለው ርቀት;
d = n λ / ኃጢአት θ = (1) (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
d = (6 x 10-7) / (2 x 10-4) = (3 x 10-3)
d = 0.003 ሜትር
d = 3 ሚሜ
ከያንግ ድርብ-ስላይት ሙከራ ጋር የተያያዙ 10 ችግሮች እና መፍትሄዎቻቸው፡
1. ችግር በድርብ ስሊት ሙከራ፣ አንዱ ስሊት ሲሸፈን የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይጠፋል። ለምን?
መፍትሄ፡ አንድ ስንጥቅ ሲሸፈን፣ ብርሃኑ በአንድ ስንጥቅ ብቻ ማለፍ ይችላል፣ ይህም ማለት ከሁለት ምንጮች ምንም አይነት ጣልቃ ገብነት የለም ማለት ነው። ለዚህም ነው በድርብ ስንጥቅ ጣልቃ ገብነት ንድፍ ምትክ የአንድ ስንጥቅ ልዩነት ንድፍ የምናየው።
2. ችግር የመስታወት ሳህን ከስንጥቆቹ በአንዱ ፊት ሲቀመጥ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይለወጣል። ለምን?
መፍትሄ፡ የመስታወት ሰሌዳው በውስጡ በሚያልፈው የብርሃን ሞገድ ላይ የደረጃ ለውጥን ያስተዋውቃል። ይህ የደረጃ ለውጥ ከሁለቱ ክፍተቶች በሚመጡ የብርሃን ሞገዶች መካከል አንጻራዊ የመንገድ ልዩነት ይፈጥራል፣ በዚህም የጣልቃ ገብነት ንድፉን ይቀይራል።
3. ችግር ጥቅም ላይ የዋለው የብርሃን የሞገድ ርዝመት ሲጨምር በጣልቃ ገብነት ጠርዞች መካከል ያለው ርቀት ይቀንሳል። ያብራሩ።
መፍትሄ፡ የጠርዙ ክፍተት Δ� የተሰጠው በ Δ�=���� የት � የሞገድ ርዝመት ነው፣ � ከስንጥቆቹ እስከ ስክሪኑ ያለው ርቀት ነው፣ እና � በስንጥቆቹ መካከል ያለው ርቀት ነው። አሜሪካ � ይጨምራል ፣ Δ� በተጨማሪም ይጨምራል.
4. ችግር ሞኖክሮማቲክ ቀይ መብራት በሞኖክሮማቲክ ሰማያዊ ብርሃን ሲተካ የፍሬንጌ ክፍተት ይቀንሳል። ለምን?
መፍትሄ፡ ሰማያዊ ብርሃን ከቀይ ብርሃን ያነሰ የሞገድ ርዝመት አለው። እንደ የጠርዝ ክፍተት Δ� በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው ከ � (ሞገድ ርዝመት)፣ አጭር � አነስተኛ ውጤት ያስገኛል Δ�.
5. ችግር በሁለቱ ክፍተቶች መካከል ያለው ርቀት በጣም ትልቅ ሲሆን የጣልቃ ገብነት ስርዓቱ አይታይም። ለምን?
መፍትሄ፡ ለሚታዩ የጣልቃ ገብነት ቅጦች፣ የመንገዱ ልዩነት በብርሃን የሞገድ ርዝመት ቅደም ተከተል ላይ መሆን አለበት። ስፕሊቶቹ በጣም ርቀው ከሆኑ፣ ገንቢ ወይም አጥፊ ጣልቃገብነት የሚከሰትበት አንግል በጠርዞች መካከል ለመለየት በጣም ትንሽ ነው።
6. ችግር የብርሃን ምንጩ በጣም ሰፊ ወይም ወጥነት የሌለው ሲሆን የጣልቃ ገብነት ንድፉ ይጠፋል። ለምን?
መፍትሄ፡ ጣልቃ ገብነት እንዲከሰት የብርሃን ሞገዶች ወጥ መሆን አለባቸው፣ ይህም ማለት ወጥ የሆነ የደረጃ ግንኙነትን ይጠብቃሉ። ሰፊ ወይም ወጥ ያልሆኑ ምንጮች የብርሃን ሞገዶችን በዘፈቀደ የደረጃ ግንኙነቶች ያመነጫሉ፣ ይህም ግልጽ የሆነ የጣልቃ ገብነት ንድፍን ያስወግዳል።
7. ችግር መሳሪያው በውሃ ውስጥ ሲጠመቅ የጣልቃ ገብነት ንድፉ ይለወጣል። ያብራሩ።
መፍትሄ፡ መሳሪያውን በውሃ ውስጥ ማስገባት የብርሃንን ፍጥነት ይለውጣል። የብርሃን የሞገድ ርዝመት ከአየር ጋር ሲነጻጸር ይቀንሳል። የጠርዝ ክፍተት ሲኖር Δ� በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው ከ �የጣልቃ ገብነት ንድፍ ይለወጣል።
8. ችግር አንድ ተማሪ የደበዘዘ የጣልቃ ገብነት ንድፍ ያስተውላል። ምክንያቱ ምን ሊሆን ይችላል?
መፍትሄ፡ ማደብዘዙ በተለያዩ ምክንያቶች ሊከሰት ይችላል፡- ስፕሊቶቹ በትክክል ትይዩ ላይሆኑ ይችላሉ፣ ማያ ገጹ ከብርሃን መንገዱ ጋር ፍጹም ቀጥ ያለ ላይሆን ይችላል፣ ወይም የብርሃን ምንጩ ፍጹም ሞኖክሮማቲክ ወይም ወጥነት ያለው ላይሆን ይችላል።
9. ችግር ጠርዞቹ እኩል አይደሉም። ለምን?
መፍትሄ፡ ይህ ሊሆን የሚችለው በስንጥቁ ስፋቶች ውስጥ አለመመጣጠን ወይም በስንጥቆቹ መካከል መስመራዊ ያልሆነ ክፍተት በመኖሩ ሊሆን ይችላል። በሙከራው ቅንብር ውስጥ ያሉ ጉድለቶች ወደ ያልተስተካከሉ ጠርዞች ሊያመሩ ይችላሉ።
10. ችግር ነጭ ብርሃን ጥቅም ላይ ሲውል የጣልቃ ገብነት ንድፍ ጨርሶ አይታይም፣ ነገር ግን ማዕከላዊ ብሩህ ጠርዝ ይታያል። ያብራሩ።
መፍትሄ፡ ነጭ ብርሃን ከብዙ የብርሃን ቀለሞች (ሞገድ ርዝመት) የተዋቀረ ነው። እያንዳንዱ ቀለም በተለያዩ የሞገድ ርዝመቶች ምክንያት በተለያዩ ቦታዎች ላይ ጣልቃ ይገባል። የእነዚህ ቅጦች መደራረብ ልዩ የሆነ የጣልቃ ገብነት ንድፍን ያስወግዳል፣ ሁሉም ቀለሞች ገንቢ በሆነ መንገድ ጣልቃ የሚገቡበት ማዕከላዊ ነጭ ጠርዝ ብቻ ይቀራል።
ማሳሰቢያ፡- ከላይ የተጠቀሱት ችግሮችና መፍትሄዎች በቀላሉ ለመረዳት በቀላል መንገድ ቀርበዋል። በእውነተኛ ሙከራዎች ውስጥ፣ ተጨማሪ ምክንያቶች በምልከታዎቹ ውስጥ ሚና ሊጫወቱ ይችላሉ።